專(zhuān)利名稱(chēng)：氧氣傳感器劣化診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)用于內(nèi)燃機(jī)空燃比控制、設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)排氣管路上的氧氣傳感器劣化進(jìn)行診斷的氧氣傳感器劣化診斷裝置。
背景技術(shù)：
設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)并檢測(cè)排出廢氣中氧濃度的氧氣傳感器的結(jié)構(gòu)通常為在氧化鋯元件的內(nèi)外兩面涂覆多孔的鉑電極，根據(jù)排出廢氣中的氧濃度，檢測(cè)空燃比相對(duì)于理論空燃比是濃或稀后，再將該信號(hào)傳送給ECU(電子控制裝置)。然后ECU根據(jù)該信號(hào)，通過(guò)比例積分控制等進(jìn)行反饋控制，使得混合氣體的空燃比為理論空燃比。
這樣使用的氧氣傳感器由于直接暴露在排出的廢氣中，所以廢氣中的燃燒塵埃等會(huì)堆積在多孔的表面，或因高溫而使傳感器本身的功能劣化，隨著劣化的加劇，與氧濃度變化相對(duì)應(yīng)的響應(yīng)特性也就惡化。通常，在燃料噴出量和吸進(jìn)空氣量一定時(shí)，氧氣傳感器的輸出電壓以幾乎一定的反相周期反復(fù)變動(dòng)，在不斷劣化的情況下，由于響應(yīng)特性劣化，使反相周期延長(zhǎng)，不易將空燃比控制成理論空燃比，因而使碳化氫、一氧化碳及氮氧化物等大氣污染物質(zhì)的量增加。
曾提出各種診斷這類(lèi)氧氣傳感器劣化的裝置的方案，專(zhuān)利文獻(xiàn)1揭示的技術(shù)也是其中之一。該文獻(xiàn)揭示的技術(shù)為，將第1氧氣傳感器設(shè)置在廢氣凈化用三元催化劑的上游，將第2氧氣傳感器配置在下游側(cè)，邊利用第2氧氣傳感器的輸出修正第1氧氣傳感器的輸出造成的反饋控制的控制點(diǎn)偏移，邊進(jìn)行反饋控制，在這樣的裝置中，在第1氧氣傳感器的響應(yīng)特性劣化、反相周期變長(zhǎng)時(shí)，由于空燃比控制偏移增大，第2氧氣傳感器的增減修正值的絕對(duì)電平增大，所以檢測(cè)該修正值的絕對(duì)電平，就能診斷第1氧氣傳感器劣化。
另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中揭示了一種技術(shù)，它將上游側(cè)氧氣傳感器設(shè)置在廢氣凈化用三元催化劑的上游，下游側(cè)氧氣傳感器設(shè)置在下游，根據(jù)各自的輸出，算出空燃比修正系數(shù)，進(jìn)行空燃比控制，計(jì)算出規(guī)定期間或規(guī)定次數(shù)的上游側(cè)氧氣傳感器的反相周期，在該反相周期比劣化判定值要長(zhǎng)時(shí)，判定氧氣傳感器劣化，在該項(xiàng)技術(shù)中，通過(guò)對(duì)規(guī)定周期內(nèi)燃機(jī)吸進(jìn)空氣量進(jìn)行累計(jì)，根據(jù)該累計(jì)值設(shè)定劣化判定值，從而即使內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載條件變動(dòng)，也能正確地進(jìn)行劣化判定。
特開(kāi)平04-072438號(hào)公報(bào)(第5～10頁(yè)、第4～8圖)[專(zhuān)利文獻(xiàn)2]特開(kāi)平11-166438號(hào)公報(bào)(第3～5頁(yè)、第2～4圖)這樣，雖然通過(guò)檢測(cè)氧氣傳感器的反相周期來(lái)判定劣化，但由于氧氣傳感器的反相周期與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、例如燃料的噴出量及空氣吸進(jìn)量的變化有很大的關(guān)系，所以在對(duì)氧氣傳感器的反相周期有影響的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，存在的問(wèn)題是將應(yīng)該是正常的氧氣傳感器誤診斷為劣化。例如在燃料噴出量或吸進(jìn)空氣量周期地增減時(shí)氧氣傳感器的反相周期將改變，使得與該增減變化同步，有時(shí)達(dá)到應(yīng)判定氧氣傳感器為劣化的反相周期。因此將正常的氧氣傳感器誤診斷為正在劣化。
另外，在反相周期的測(cè)量條件連續(xù)在規(guī)定時(shí)間以上不成立時(shí)，將此前測(cè)量到的反相周期作為無(wú)效的劣化診斷裝置中，由于在將測(cè)量到的反相周期作為無(wú)效時(shí)，包括正常測(cè)量到的反相周期在內(nèi)也為無(wú)效，所以存在劣化診斷頻次減少的問(wèn)題。
本發(fā)明為解決上述問(wèn)題而提出，其目的在于在對(duì)氧氣傳感器的反相周期有影響的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下通過(guò)禁止反相周期的監(jiān)視以防止誤診斷，通過(guò)對(duì)測(cè)量到的反相周期累計(jì)并存儲(chǔ)從而提高劣化診斷的頻次，力圖在氧氣傳感器劣化診斷上提高其可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的氧氣傳感器劣化診斷裝置，包括設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中、輸出與廢氣中氧濃度對(duì)應(yīng)的信號(hào)的氧氣傳感器；根據(jù)氧氣傳感器的輸出來(lái)控制空燃比達(dá)到接近理論空燃比的空燃比控制裝置；檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置；檢測(cè)氧氣傳感器輸出信號(hào)的反相周期的反相周期檢測(cè)裝置；在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)、將反相周期測(cè)量裝置測(cè)量的氧氣傳感器輸出信號(hào)的反相周期和預(yù)設(shè)的劣化判定周期比較，進(jìn)行劣化判定的氧氣傳感器劣化診斷裝置；以及在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)出對(duì)氧氣傳感器輸出信號(hào)的反相周期有影響的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)、禁止該檢測(cè)期間中反相周期檢測(cè)裝置進(jìn)行反相周期測(cè)量的劣化診斷禁止裝置。
另外，本發(fā)明的氧氣傳感器劣化診斷裝置，包括設(shè)在內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中、輸出與廢氣中氧濃度對(duì)應(yīng)的信號(hào)的氧氣傳感器；根據(jù)氧氣傳感器的輸出將空燃比控制成接近理論空燃比的空燃比控制裝置；檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置；檢測(cè)氧氣傳感器輸出信號(hào)的反相周期的反相周期測(cè)量裝置；在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)的內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)是規(guī)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的期間中對(duì)反相周期檢測(cè)裝置測(cè)量的氧氣傳感器輸出信號(hào)的反相周期累計(jì)并存儲(chǔ)、同時(shí)在規(guī)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以外的周期禁止反相周期累計(jì)的反相周期累計(jì)裝置；在存儲(chǔ)的反相周期存儲(chǔ)時(shí)間累計(jì)到達(dá)第一規(guī)定時(shí)間時(shí)根據(jù)反相周期的累計(jì)值算出反相周期的平均值的反相周期平均值運(yùn)算裝置；以及將反相周期平均值和預(yù)設(shè)的劣化判定周期比較并進(jìn)行劣化判定的氧氣傳感器劣化診斷裝置。
根據(jù)本發(fā)明的氧氣傳感器劣化診斷裝置，由于例如根據(jù)充氣效率的偏差等檢測(cè)影響氧氣傳感器輸出信號(hào)反相周期的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并在該期間中禁止反相周期的測(cè)量，所以能夠防止盡管氧氣傳感器正常，但是因檢測(cè)出反相周期增大而作出劣化判定那樣的誤判斷，正確地進(jìn)行劣化診斷。
另外，根據(jù)本發(fā)明的氧氣傳感器劣化診斷裝置，由于規(guī)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以外的期間中，禁止反相周期的累計(jì)，只在是規(guī)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的期間中，測(cè)量氧氣傳感器輸出信號(hào)的反相周期進(jìn)行累計(jì)，同時(shí)存儲(chǔ)累計(jì)值，所以在測(cè)量過(guò)程中即使有不合適的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，也只在適當(dāng)?shù)倪\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的期間中選擇測(cè)量反相周期并進(jìn)行累計(jì)，根據(jù)該累計(jì)值得到平均值，能判定良好與否，能提高監(jiān)視頻次，進(jìn)行高可靠性的劣化診斷。


圖1為說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的氧氣傳感器劣化診斷裝置用的構(gòu)成圖。
圖2為說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的氧氣傳感器劣化診斷裝置ECU構(gòu)成用的說(shuō)明圖。
圖3為說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的氧氣傳感器劣化診斷裝置診斷處理動(dòng)作用的流程圖。
圖4為說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的氧氣傳感器劣化診斷裝置劣化診斷禁止裝置動(dòng)作用的流程圖。
圖5為說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的氧氣傳感器劣化診斷裝置短時(shí)間監(jiān)視禁止裝置動(dòng)作用的流程圖。
圖6為說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的氧氣傳感器劣化診斷裝置反相周期測(cè)量及累計(jì)用的時(shí)序圖。
圖7為說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的氧氣傳感器劣化診斷裝置劣化診斷禁止裝置用的時(shí)序圖。
圖8為說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的氧氣傳感器劣化診斷裝置短時(shí)間監(jiān)視禁止裝置用的流程圖。
圖9為說(shuō)明氧氣傳感器輸出用的流程圖。
圖10為說(shuō)明氧氣傳感器輸出用的流程圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明1內(nèi)燃機(jī)、2進(jìn)氣管、3空氣濾清器、4空氣流量計(jì)、5風(fēng)門(mén)、6風(fēng)門(mén)傳感器、7進(jìn)氣岐管、8燃料噴出閥、9排氣管、10三元催化劑、11上游側(cè)氧氣傳感器、12下游側(cè)氧氣傳感器、13曲軸轉(zhuǎn)角傳感器、14溫度傳感器、15ECU、15a運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置、15b空燃比反饋控制裝置、15c燃料修正值設(shè)定裝置、15d反相周期測(cè)量裝置、15e劣化診斷禁止裝置、15f反相周期累計(jì)裝置、15g短時(shí)間監(jiān)視禁止裝置、15h反相周期平均值運(yùn)算裝置、15i氧氣傳感器劣化診斷裝置、15j報(bào)警燈發(fā)光裝置、16報(bào)警燈、17輸入處理電路、18輸出處理電路、19微機(jī)、20電源電路、21CPU、22RAM、23ROM、24車(chē)輛用電池、25鑰匙開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施例方式
圖1至圖8為說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的氧氣傳感器劣化診斷裝置用的附圖。圖1為說(shuō)明概要構(gòu)成的構(gòu)成圖，圖2為說(shuō)明ECU構(gòu)成用的說(shuō)明圖，圖3至圖5為說(shuō)明診斷處理動(dòng)作用的流程圖，圖6至圖8為說(shuō)明診斷處理用的時(shí)序圖，圖9和圖10為說(shuō)明內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)與氧氣傳感器輸出用的說(shuō)明圖。
圖1的構(gòu)成圖中，例如在對(duì)裝在車(chē)輛上的內(nèi)燃機(jī)1供給混合氣的進(jìn)氣管2上自其上游側(cè)起設(shè)置著空氣濾清器3、測(cè)量進(jìn)氣量的空氣流量計(jì)4、調(diào)整進(jìn)氣量的風(fēng)門(mén)5、檢測(cè)風(fēng)門(mén)5的開(kāi)度的風(fēng)門(mén)傳感器6，同時(shí)，進(jìn)氣管2通過(guò)進(jìn)氣岐管7與內(nèi)燃機(jī)1連接，燃料噴出閥8設(shè)在進(jìn)氣管2的進(jìn)氣岐管7上。
內(nèi)燃機(jī)1的燃燒廢氣從排氣管9向大氣排放，排氣管9中設(shè)置凈化廢氣的三元催化劑10、在該三元催化劑10的上游側(cè)的上游側(cè)氧氣傳感器11、及在下游側(cè)的下游側(cè)氧氣傳感器12，各氧氣傳感器分別檢測(cè)廢氣中氧濃度。另外，內(nèi)燃機(jī)1上還設(shè)有檢測(cè)轉(zhuǎn)速或曲軸轉(zhuǎn)角的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器13和檢測(cè)冷卻水溫度用的溫度傳感器14。
作為內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，向控制內(nèi)燃機(jī)1的ECU15輸入來(lái)自曲軸轉(zhuǎn)角傳感器13的內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速R、來(lái)自空氣流量計(jì)4的吸進(jìn)空氣量Q、來(lái)自風(fēng)門(mén)傳感器6的風(fēng)門(mén)開(kāi)度φ、來(lái)自溫度傳感器14的冷卻水溫度T、以及來(lái)自上游側(cè)及下游側(cè)氧氣傳感器11、12的氧濃度信號(hào)V1及V2，并且ECU15根據(jù)這些信號(hào)驅(qū)動(dòng)控制燃料噴出閥8等。還有，上游側(cè)氧氣傳感器11及下游側(cè)氧氣傳感器12為根據(jù)廢氣中的氧濃度檢測(cè)空燃比相對(duì)理論空燃比是濃還是稀輸出電壓信號(hào)的傳感器。
另外，圖1的ECU15在后述的ECU15的構(gòu)成中，將有關(guān)氧氣傳感器劣化診斷的功能以流程形式進(jìn)行表示，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置15a根據(jù)來(lái)自空氣流量計(jì)4、風(fēng)門(mén)傳感器6、曲軸轉(zhuǎn)角傳感器13、溫度傳感器14的信號(hào)，檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。空燃比反饋控制裝置15b輸入來(lái)自上游側(cè)氧氣傳感器11的電壓信號(hào)V1，操作燃料噴出閥8進(jìn)行反饋控制，使空燃比成為理論空燃比，燃料修正值設(shè)定裝置15c輸入來(lái)自下游側(cè)氧氣傳感器12的電壓信號(hào)V2，根據(jù)V2的值是濃或稀，從而修正空燃比反饋控制裝置15b的控制量。
反相周期測(cè)量裝置15d在根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置15a檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為規(guī)定狀態(tài)時(shí)，如以后所述，測(cè)量被反饋控制的上游側(cè)氧氣傳感器11輸出電壓V1的反相周期Tf，反相周期累計(jì)裝置15f對(duì)反相周期測(cè)量裝置15d測(cè)量的反相周期Tf進(jìn)行累計(jì)，得到累計(jì)值∑Tf。在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置15a檢測(cè)的內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不是規(guī)定的狀態(tài)時(shí)，即在對(duì)上游側(cè)氧氣傳感器11的反相周期帶來(lái)影響那樣的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，劣化診斷禁止裝置15e對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)并進(jìn)行控制，以禁止氧氣傳感器劣化診斷即禁止對(duì)反相周期Tf的測(cè)量。
另外，短時(shí)間監(jiān)視禁止裝置15g在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置15a檢測(cè)出的規(guī)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的成立期間在規(guī)定時(shí)間以?xún)?nèi)時(shí)，禁止氧氣傳感器劣化診斷即反相周期Tf的測(cè)量，反相周期平均值運(yùn)算裝置15h計(jì)算監(jiān)視反相周期Tf的期間中的反相周期Tf的平均值TfAVE。氧氣傳感器劣化診斷裝置15i如算出的反相周期平均值TfAVE比預(yù)設(shè)的故障判定閾值CRITERIA大，則診斷為氧氣傳感器正在劣化，由報(bào)警燈發(fā)光裝置15j發(fā)出使報(bào)警燈16發(fā)光等的報(bào)警。
該ECU15的構(gòu)成圖如圖2所示，由具有將上述各類(lèi)傳感器輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行波形整形再作數(shù)字變換的功能等的輸入處理電路17、向噴油器8、報(bào)警燈16等輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸出處理電路18、微機(jī)19、及電源電路20等構(gòu)成。微機(jī)19由根據(jù)來(lái)自各氧氣傳感器11及12的輸入對(duì)空燃比作反饋控制或進(jìn)行上述劣化診斷等的CPU21、作為CPU21的工作存儲(chǔ)器使用的RAM22、及存儲(chǔ)CPU21的動(dòng)作程序等的ROM23幾部分組成，電源電路20從車(chē)輛用電池24通過(guò)鑰匙開(kāi)關(guān)25供電，生成使CPU21等動(dòng)作用的穩(wěn)定電壓。
這里，在進(jìn)行動(dòng)作說(shuō)明之前，先利用圖9及圖10對(duì)氧氣傳感器劣化時(shí)的輸出狀態(tài)、和影響氧氣傳感器輸出電壓反相周期的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)說(shuō)明如下。圖9是將相同運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的正常氧氣傳感器和劣化后的氧氣傳感器的輸出電壓進(jìn)行比較。在燃料噴出量和吸進(jìn)空氣量如圖中所示按照一定的條件運(yùn)轉(zhuǎn)、并進(jìn)行空燃比控制時(shí)，正常的氧氣傳感器其反相周期如圖中(c)所示，以幾乎一定的時(shí)間Ts輸出電壓變化。與此相反，當(dāng)氧氣傳感器劣化、響應(yīng)特性惡化時(shí)，氧氣傳感器的輸出電壓不能跟蹤氧濃度的變化，如圖中(d)所示，反相周期變成按照比正常時(shí)的Ts大的Tr變化，空燃比控制精度下降，廢氣中的污染物增多。
圖10表示從時(shí)間T101至?xí)r間T102為內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件一定、時(shí)間T102至?xí)r間T103表示變成影響反相周期的運(yùn)轉(zhuǎn)條件的狀態(tài)，T102至T103期間為燃料噴出量或吸進(jìn)空氣量周期變化的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在這樣地周期變化的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中與該變化同步，氧氣傳感器的反相周期也變化，盡管反相周期為T(mén)s應(yīng)是正常的氧氣傳感器，但是反相周期改變表示出近似Tr的值，在上述現(xiàn)有的診斷裝置中就作出氧氣傳感器劣化的誤判定，或者相反判定已劣化的傳感器沒(méi)有劣化。
本發(fā)明的氧氣傳感器劣化診斷裝置能消除這樣的誤診斷，圖3為利用上述構(gòu)成的ECU15進(jìn)行上游側(cè)氧氣傳感器11劣化診斷的全體構(gòu)成的流程圖，該流程的處理例如每10ms反復(fù)執(zhí)行一次。另外，上游側(cè)氧氣傳感器11的劣化診斷處理是在空燃比反饋控制中通過(guò)測(cè)量上游側(cè)氧氣傳感器11的輸出電壓V1的反相周期來(lái)進(jìn)行。
先在步驟S301將計(jì)數(shù)器及反相周期等各條件初始化。在步驟S302，判定是否規(guī)定的氧氣傳感器劣化監(jiān)視條件成立，能執(zhí)行劣化診斷。該判定為例如內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速R、由該轉(zhuǎn)速R及空氣流量計(jì)4測(cè)量的吸進(jìn)空氣量Q算出的充氣效率EC、溫度傳感器14的冷卻水溫T在規(guī)定的范圍內(nèi)，在執(zhí)行空燃比反饋控制有關(guān)的諸多條件、氧氣傳感器的活性判定條件全部成立時(shí)，判定監(jiān)視條件成立。
如以上的監(jiān)視條件成立，則進(jìn)入步驟S303，不成立則進(jìn)入步驟S308。監(jiān)視條件成立后進(jìn)入步驟S303時(shí)，這里對(duì)監(jiān)視連續(xù)成立時(shí)間MONT和監(jiān)視成立累計(jì)時(shí)間∑MONT計(jì)數(shù)完了，就進(jìn)入步驟S304，在步驟S304測(cè)量上游側(cè)氧氣傳感器11的輸出電壓V1的反相周期Tf，再進(jìn)至步驟S305，累測(cè)量量的反相周期Tf，算出反相周期的累計(jì)值∑Tf。關(guān)于步驟S304的反相周期測(cè)量和步驟S305的累計(jì)值計(jì)算將在以后詳細(xì)敘述。
接著在步驟S306，劣化診斷禁止裝置15e判定是否檢測(cè)出影響氧氣傳感器反相周期的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，若檢測(cè)出，則禁止氧氣傳感器的劣化監(jiān)視，若檢測(cè)不出，則進(jìn)至步驟S307，關(guān)于步驟S306將在以后詳述。在步驟S307判定計(jì)數(shù)的監(jiān)視連續(xù)成立時(shí)間MONT是否在監(jiān)視條件下的上游側(cè)氧氣傳感器11的輸出電壓V1的最大反相周期LIMIT(例如LIMIT＝1sec)以下，若監(jiān)視連續(xù)成立時(shí)間MONT為最大反相周期LIMIT以下，則回到步驟S302，反復(fù)處理。
在步驟S302監(jiān)視條件不成立時(shí)，如上所述進(jìn)至步驟S308，判定監(jiān)視連續(xù)成立時(shí)間MONT是否為最大反相周期LIMIT以下，如監(jiān)視連續(xù)成立時(shí)間MONT比上述LIMIT大，則在步驟S310將監(jiān)視連續(xù)成立時(shí)間MONT和反相周期Tf初始化為零，返回步驟S302反復(fù)處理。在步驟S308若監(jiān)視連續(xù)成立時(shí)間MONT為最大反相周期LIMIT以下，則進(jìn)至步驟S309，執(zhí)行將其間的監(jiān)視作為無(wú)效的短時(shí)間監(jiān)視禁止裝置(圖1的15g)。還有，關(guān)于步驟S309的詳細(xì)動(dòng)作將在以后敘述。
在步驟S307，若監(jiān)視連續(xù)成立時(shí)間MONT比最大反相周期LIMIT大，則進(jìn)至步驟S311，判定監(jiān)視成立累計(jì)時(shí)間∑MONT是否為規(guī)定的監(jiān)視時(shí)間FINISH(例如FINISH＝12sec)以上，如監(jiān)視成立累計(jì)時(shí)間∑MONT比規(guī)定監(jiān)視時(shí)間FINISH小，則返回步驟S302反復(fù)處理，若監(jiān)視成立累計(jì)時(shí)間∑MONT到達(dá)規(guī)定監(jiān)視時(shí)間FINISH，則進(jìn)至步驟S312，反相周期平均值運(yùn)算裝置(圖1的15h)用監(jiān)視成立累計(jì)時(shí)間∑MONT除反相周期累計(jì)值∑Tf，算出反相周期平均值TfAVE。
接著，進(jìn)入步驟S313，判斷步驟S312算出的反相周期平均值TfAVE是否為預(yù)設(shè)定的劣化診斷閾值CRITERIA以下。如步驟S313成立，則在步驟S314判定上游側(cè)氧氣傳感器11正常，若步驟S313不成立，則在步驟S315判定為上游側(cè)氧氣傳感器11劣化，氧氣傳感器劣化診斷處理結(jié)束。
圖6為說(shuō)明步驟S304中的氧氣傳感器的反相周期測(cè)量、和在步驟S305中的反相周期累計(jì)值運(yùn)算的流程圖。圖6的濃/稀判定基準(zhǔn)RLL為根據(jù)下游側(cè)氧氣傳感器12的輸出電壓V2位于濃一側(cè)還是稀一側(cè)而決定的判定基準(zhǔn)，步驟S304的反相周期的測(cè)量，是將上游側(cè)氧氣傳感器11的輸出電壓V1和該濃/稀判定基準(zhǔn)RLL的相交間隔、即圖6示出的Tf1、Tf2、…Tfn作為反相周期進(jìn)行測(cè)量。另外，步驟S305的反相周期累計(jì)值的計(jì)算，是在圖6的T61至T62的監(jiān)視條件不成立時(shí)，Tf3至Tf5的周期不累計(jì)，而將Tf1和Tf2及Tf6至Tfn作為∑Tf進(jìn)行累計(jì)。
圖4為說(shuō)明圖3的步驟S306的劣化診斷禁止動(dòng)作用流程圖。該流程圖中，首先，在步驟S401判定充氣效率偏差ΔEC(例如ΔEC為在0.5sec間的充氣效率EC的偏差)的絕對(duì)值|ΔEC|是否小于規(guī)定值JUDGE1(例如JUDGE1＝40％)。充氣效率偏差ΔEC的絕對(duì)值|ΔEC|大于規(guī)定值JUDGE1時(shí)，進(jìn)入步驟S412，將迄今為止的反相周期累計(jì)值∑Tf初始化為0。接著進(jìn)入步驟S413，這里將監(jiān)視禁止定時(shí)器STOPT1設(shè)置為規(guī)定時(shí)間TIME1(例如TIME1＝5sec)，接著，在步驟S414及S415，直至監(jiān)視禁止定時(shí)器STOPT1變成0之前，禁止監(jiān)視，然后結(jié)束處理。
在步驟S401，在充氣效率偏差ΔEC的絕對(duì)值|ΔEC|小于規(guī)定值JUDGE1時(shí)，進(jìn)入步驟S402，測(cè)量充氣效率偏差ΔEC的振幅上限值ΔECmax或振幅下限值ΔECmin。這里，振幅上限值ΔECmax為充氣效率偏差ΔEC從正值變?yōu)樨?fù)值時(shí)的值，振幅下限值ΔECmin為充氣效率偏差ΔEC從負(fù)值變?yōu)檎禃r(shí)的值。
然后進(jìn)入步驟S403，判定ΔECmax是否為規(guī)定值JUDGE2(例如JUDGE2＝20％)以下，或ΔECmin是否為規(guī)定值JUDGE3(例如JUDGE3＝-20％)以上。在ΔECmax為規(guī)定值JUDGE2以下或ΔECmin為規(guī)定值JUDGE3以上時(shí)，在步驟S404將反復(fù)計(jì)數(shù)器COUNT初始化為0，結(jié)束處理。
在步驟S403，在ΔECmax大于規(guī)定值JUDGE2或ΔECmin小于規(guī)定值JUDGE3時(shí)，進(jìn)入步驟S405，反復(fù)計(jì)數(shù)器COUNT計(jì)數(shù)完了。然后進(jìn)入步驟S406，若反復(fù)計(jì)數(shù)器COUNT沒(méi)有達(dá)到規(guī)定次數(shù)NOMBER(例如NUMBER＝3次)，則在這里結(jié)束處理，若步驟S406中反復(fù)計(jì)數(shù)器為規(guī)定次數(shù)NUMBER，則進(jìn)入步驟S407，將迄今為止的反相周期累計(jì)值∑Tf初始化為0。
步驟S408將監(jiān)視禁止定時(shí)器STOPT2設(shè)在規(guī)定時(shí)間TIME2(例如TIME2＝3sec)，在步驟S409和S410，直至監(jiān)視禁止定時(shí)器STOPT2變成0之前，禁止監(jiān)視，在步驟S411將反復(fù)計(jì)數(shù)器COUNT初始化為0，然后處理結(jié)束。
圖7為用時(shí)序數(shù)據(jù)表示劣化診斷禁止處理(圖4的流程示出的圖3的步驟S306)的流程圖。圖中，ΔECmax在JUDGE2以上和ΔECmin在JUDGE3以下連續(xù)時(shí)，反復(fù)計(jì)數(shù)器COUNT通過(guò)對(duì)其計(jì)數(shù)，到達(dá)規(guī)定次數(shù)即NUMBER(例如3次)，在時(shí)刻T71設(shè)定監(jiān)視禁止定時(shí)器STOPT2為規(guī)定時(shí)間TIME2，從時(shí)刻T71至?xí)r刻T72的期間禁止監(jiān)視。這一動(dòng)作由圖4的步驟S403及S405～S411進(jìn)行。
圖7中ΔECmin變成JUDGE3以下的點(diǎn)雖位于T72和T73之間，但次數(shù)不到規(guī)定次數(shù)NUMBER，在時(shí)刻T73，因ΔECmax為JUDGE2以下，所以反復(fù)計(jì)數(shù)器COUNT復(fù)位為0。這一動(dòng)作由圖4的步驟S403和S404進(jìn)行。在時(shí)刻T74，因|ΔEC|≥JUDGE1，所以設(shè)定監(jiān)視禁止定時(shí)器STOPT1為規(guī)定時(shí)間TIME1，禁止監(jiān)視直至?xí)r刻T75。這一點(diǎn)是由圖4的步驟S401、S412～S415的動(dòng)作進(jìn)行的。
圖5的流程表示圖3的步驟S309的短時(shí)間監(jiān)視禁止處理的動(dòng)作。圖中，步驟S501將反相周期累計(jì)值∑Tf作為從反相周期累計(jì)值∑Tf減去反相周期Tf后的值，在步驟S502將監(jiān)視成立累計(jì)時(shí)間∑MONT作為從監(jiān)視成立累計(jì)時(shí)間∑MONT減去監(jiān)視連續(xù)成立時(shí)間MONT的值，然后結(jié)束處理，但這一動(dòng)作的內(nèi)容如利用圖8所作的說(shuō)明。
圖8為用時(shí)序表示該短時(shí)間監(jiān)視禁止處理(圖3的步驟S309)的流程圖。在時(shí)刻T81監(jiān)視條件成立、在T82監(jiān)視條件不成立時(shí)，T81和T82之間由于監(jiān)視條件成立時(shí)間為最大反相周期LIMIT以下，故在監(jiān)視條件變成不成立的時(shí)刻T82，將迄今為止測(cè)量到的反相周期累計(jì)值∑Tf和監(jiān)視成立累計(jì)時(shí)間∑MONT返回到時(shí)刻T81的值。這就是圖5的流程圖的動(dòng)作。
然后在時(shí)刻T83，監(jiān)視條件成立，該成立條件一直繼續(xù)到T84時(shí)，因時(shí)刻T83～T84之間的監(jiān)視條件成立時(shí)間為最大反相周期LIMIT以上，所以在監(jiān)視條件變成不成立的時(shí)刻T84之后，也將迄今為止測(cè)量到的反相周期累計(jì)值∑Tf和監(jiān)視成立累計(jì)時(shí)間∑MONT一直存儲(chǔ)到下一次監(jiān)視條件變成成立的時(shí)刻T85，在T85，若監(jiān)視條件成立，則以后的反相周期∑Tf對(duì)時(shí)刻T84的累計(jì)值進(jìn)行加法運(yùn)算。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，在用監(jiān)視成立累計(jì)時(shí)間∑MONT除規(guī)定期間FINISH以上的上游側(cè)氧氣傳感器11的輸出電壓V1的反相周期累計(jì)值∑Tf的值比預(yù)設(shè)好的劣化診斷閾值CRITERIA大時(shí)，則診斷為上游側(cè)氧氣傳感器11劣化，在這樣的氧氣傳感器劣化診斷裝置中，由于檢測(cè)出規(guī)定監(jiān)視條件成立中影響反相周期Tf的任意運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，則禁止監(jiān)視(步驟S306)，故不會(huì)將正常的氧氣傳感器誤診斷為劣化，能正確地進(jìn)行氧氣傳感器劣化診斷。
另外，在用監(jiān)視成立累計(jì)時(shí)間∑MONT除規(guī)定期間FINISH以上的上游側(cè)氧氣傳感器11的輸出電壓V1的反相周期累計(jì)值∑Tf后的值比預(yù)設(shè)好的劣化診斷閾值CRITERIA大時(shí)，診斷為上游側(cè)氧氣傳感器11劣化的情況下(步驟S312～S315)，由于在規(guī)定的監(jiān)視條件不成立(步驟S302)時(shí)，不將迄今為止測(cè)量出的反相周期累計(jì)值∑Tf初始化，而加以存儲(chǔ)，在監(jiān)視條件再度成立時(shí)，對(duì)存儲(chǔ)的反相周期累計(jì)值∑Tf再累計(jì)反相周期Tf，所以能提高氧氣傳感器劣化診斷的監(jiān)視頻次。
再由于在監(jiān)視條件只在最大反相周期LINIT以下成立時(shí)(步驟S308)，使測(cè)出的反相周期Tf及反相周期累計(jì)值∑Tf回到監(jiān)視條件即將成立之前的值(步驟S308～S310)，維持迄今為止的累計(jì)值，所以除去監(jiān)視條件不成立的反相周期以外，能繼續(xù)進(jìn)行累計(jì)，能正確地進(jìn)行氧氣傳感器的劣化診斷。
還有，以上的說(shuō)明中是對(duì)在催化劑的上游側(cè)和下游側(cè)都設(shè)置氧氣傳感器的系統(tǒng)的構(gòu)成和動(dòng)作進(jìn)行了說(shuō)明，但對(duì)于只有上游側(cè)氧氣傳感器的系統(tǒng)也適用。另外，是利用充氣效率偏差ΔEC對(duì)影響反相周期的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測(cè)作了說(shuō)明，但是利用影響內(nèi)燃機(jī)負(fù)載變化的參數(shù)例如吸進(jìn)空氣量Q、風(fēng)門(mén)開(kāi)度φ、或進(jìn)氣岐管的壓力、或氣缸內(nèi)壓力等也能成立。
再有，上述說(shuō)明中，作為禁止短時(shí)間監(jiān)視時(shí)的規(guī)定時(shí)間是將上游側(cè)氧氣傳感器11在監(jiān)視條件范圍內(nèi)能取的最大反相周期作為L(zhǎng)IMIT進(jìn)行設(shè)定，但是也能將預(yù)設(shè)定的氧氣傳感器的劣化診斷閾值CRITERIA設(shè)定為基準(zhǔn)。
本發(fā)明的氧氣傳感器劣化診斷裝置能適用于所有為了進(jìn)行空燃比控制而在排氣管上裝有氧氣傳感器的內(nèi)燃機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種氧氣傳感器劣化診斷裝置，其特征在于，包括設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中、輸出與廢氣中氧濃度對(duì)應(yīng)的信號(hào)的氧氣傳感器；根據(jù)所述氧氣傳感器的輸出將空燃比控制成接近理論空燃比的空燃比控制裝置；檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置；檢測(cè)所述氧氣傳感器輸出信號(hào)的反相周期的反相周期測(cè)量裝置；在所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)的所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)、將所述反相周期測(cè)量裝置測(cè)量的所述氧氣傳感器輸出信號(hào)的反相周期和預(yù)設(shè)的劣化判定周期比較并進(jìn)行劣化判定的氧氣傳感器劣化診斷裝置；以及在所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)出對(duì)所述氧氣傳感器輸出信號(hào)的反相周期有影響的所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)、禁止該檢測(cè)期間中所述反相周期檢測(cè)裝置的反相周期測(cè)量的劣化診斷禁止裝置。
2.一種氧氣傳感器劣化診斷，其特征在于，包括設(shè)在內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中、輸出與廢氣中氧濃度對(duì)應(yīng)的信號(hào)的氧氣傳感器；根據(jù)所述氧氣傳感器的輸出將空燃比控制成接近理論空燃比的空燃比控制裝置；檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置；檢測(cè)所述氧氣傳感器輸出信號(hào)的反相周期的反相周期測(cè)量裝置；在所述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)的所述內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)是規(guī)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的期間中對(duì)所述反相周期測(cè)量裝置測(cè)量的所述氧氣傳感器輸出信號(hào)的反相周期累計(jì)并存儲(chǔ)、同時(shí)在所述規(guī)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以外的周期禁止反相周期累計(jì)的反相周期累計(jì)裝置；在所述存儲(chǔ)的反相周期存儲(chǔ)時(shí)間累計(jì)到達(dá)第一規(guī)定時(shí)間時(shí)根據(jù)所述反相周期的累計(jì)值算出反相周期的平均值的反相周期平均值運(yùn)算裝置；以及將反相周期平均值和預(yù)設(shè)的劣化判定周期比較并進(jìn)行劣化判定的氧氣傳感器劣化診斷裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的氧氣傳感器劣化診斷裝置，其特征在于，包括在所述規(guī)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的繼續(xù)時(shí)間為第二規(guī)定時(shí)間以下時(shí)，將該期間中的反相周期測(cè)量值作為無(wú)效的短時(shí)間監(jiān)視禁止裝置。
全文摘要
一種氧氣傳感器劣化診斷裝置，能在影響氧氣傳感器反相周期的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下禁止診斷檢測(cè)，同時(shí)通過(guò)累計(jì)及存儲(chǔ)測(cè)量的反相周期從而提高劣化診斷的頻次。該裝置包括設(shè)在內(nèi)燃機(jī)1的排氣管9上的氧氣傳感器11；根據(jù)氧氣傳感器11的輸出來(lái)控制空燃比的空燃比控制裝置15b；檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置15a；檢測(cè)氧氣傳感器11的輸出信號(hào)反相周期的反相周期檢測(cè)裝置15d；內(nèi)燃機(jī)1處于規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)、反相周期測(cè)量裝置15d對(duì)所測(cè)的氧氣傳感器11的輸出信號(hào)反相周期和預(yù)設(shè)的判定周期比較并進(jìn)行劣化判定的氧氣傳感器劣化診斷裝置15i；及在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)裝置15a檢測(cè)出影響氧氣傳感器11的輸出信號(hào)反相周期的內(nèi)燃機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)、禁止在該檢測(cè)期間中測(cè)量反相周期的劣化診斷禁止裝置15e。
文檔編號(hào)F02D41/14GK1673506SQ20041008561
公開(kāi)日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2004年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者松島裕平, 黑田俊樹(shù) 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社